(57)【要約】【課題】本発明は、ガス流量調整器のガス減圧機構の調整弁７が、何らかの原因で調整不能になった状態で、ガスボンベの高圧ガスが低圧ガス室１０に印加されても、安全機構よりガスが瞬時に流出し、ガス流量調整器の各部に耐圧以上のガス圧力が印加されることがなく、損傷させることがないガス流量調整器を提供することを目的としている。【解決手段】本発明のガス流量調整器３６の安全機構において、安全弁リング３１に第１の安全弁ガス流出孔３４を設け、さらに、安全弁ガス流路３３の側面に第２の安全弁ガス流出孔３５を設けている。また、第１の安全弁ガス流出孔３４及び第２の安全弁ガス流出孔３５の直径は、低圧ガス室１０の圧力が異常昇圧したときガス流量調整器３６の各部の耐圧以下となる直径以上であり、かつ、安全機構の形状及び機械的強度によって制限される直径以下となるように予め定められている。【選択図】図１
2005177762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧ガスが供給されて通過する高圧ガス室及びこの高圧ガスが減圧されて通過する低圧ガス室を有するガス減圧機構と、
前記ガス減圧機構から供給されるガスの流量を調整して噴出するガス流量調整機構と、
一端が前記低圧ガス室とつながった安全弁ガス流入口であり他端が安全弁リングに形成された安全弁ガス流出孔である略円筒状の安全弁ガス流路及び前記安全弁リングに一端が接した安全弁ばねの他端に押されて前記安全弁ガス流入口を塞ぐ安全弁シートを設けた安全機構とを備え、
前記低圧ガス室の圧力が予め定めた圧力以上に異常昇圧したとき前記安全弁ガス流入口から流入されたガスのガス圧によって前記安全弁ばねが収縮して前記安全弁ガス流路にガスが流れて前記安全弁ガス流出孔からガスが流出されるガス流量調整器において、
前記安全機構にさらに安全弁ガス流出孔を１個以上前記安全弁ガス流路の側面に設け、
前記安全弁ガス流路に流れたガスが前記複数個の安全弁ガス流出孔から流出されることを特徴とするガス流量調整器。
【請求項２】
前記複数個の安全弁ガス流出孔の直径が、前記低圧ガス室の圧力が前記異常昇圧したとき前記ガス流量調整器の各部の耐圧以下となる直径以上であり、かつ、前記安全機構の形状及び機械的強度によって制限される直径以下となるように予め定められたことを特徴とする請求項１に記載のガス流量調整器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アーク溶接においてガスボンベから供給される高圧ガスを減圧し、適正な流量に調整するためのガス流量調整器の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ティグ溶接やガスシールドアーク溶接などのアーク溶接において、アーク及び溶着金属を大気から遮蔽するために、シールドガスをガスボンベから溶接トーチに供給している。このシールドガスとして、アルゴンガス、炭酸ガス、アルゴンと炭酸ガスとの混合ガス又はヘリウムガスなどが使用されている。通常、シールドガスの高圧ガスがガスボンベに蓄えられ、このガスボンベのガス出口部にガス流量調整器が取付けられている。そして、このガス流量調整器によって高圧ガスが減圧され、適正な流量に調整されて溶接トーチに供給される。（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開昭５８−２２４０７７号公報
【０００３】
従来技術のガス流量調整器を図３乃至図５を参照して説明する。図３乃至図５は、従来技術のガス流量調整器を示す図であって、図３は、外形図及び部分断面図であり、図４は、ガス減圧機構及び安全機構を示す部分断面図であり、図５は、ガス流量調整機構を示す断面図である。
【０００４】
［ガス減圧機構］
ガス減圧機構を説明する。図３において、ガス流量調整器１は、ガスボンベ取付ナット２によって図示を省略したガスボンベのガス出口部に取付けられている。このガスボンベから供給される高圧ガスは、ボンベ取付継手３を通過して、調整器本体５に供給される。このとき、ボンベ取付継手３の先端にはオリフィス４が取付けられていて、このオリフィス４の通路の直径は、ボンベ取付継手３よりも小さく形成されている。従って、ガスボンベから供給される高圧ガスは、このオリフィス４を通過することによって減圧される。
【０００５】
図４において、調整器本体５には、ボンベ取付継手３とつながった高圧ガス室６が設けられ、この高圧ガス室６の調整弁７と調整器本体５との間に減圧用間隙８が設けられている。低圧ガス室１０は、ダイヤフラム９と調整器本体５とによって区切られている。
減圧用間隙８の大きさは、低圧ガス室１０が所定のガス圧力、例えば、１．５Ｋｇ／ｃｍ２程度になるように、圧力調整ネジ１２と圧力調整ばね１３と調整弁案内１４と無変動シャフト１５と緩衝ばね１６とバックナット１７とによって定められている。また、調整器本体５には、図示を省略したガスボンベ内のガス残圧を確認するために、高圧ガス室６とつながった圧力計１１が取付けられている。
【０００６】
ガス減圧機構は、オリフィス４、調整器本体５、高圧ガス室６、調整弁７、減圧用間隙８、ダイヤフラム９、低圧ガス室１０、圧力調整ネジ１２、圧力調整ばね１３、調整弁案内１４、無変動シャフト１５、緩衝ばね１６及びバックナット１７から成る。
【０００７】
次に、ガス減圧機構の動作を説明する。
図３において、図示を省略したガスボンベの元栓を開けた後に供給される高圧ガスは、ボンベ取付継手３を通過し、オリフィス４を通過して減圧されて、調整器本体５に供給される。
【０００８】
調整器本体５に供給されたガスは、図４に示す高圧ガス室６に入り、調整弁７と調整器本体５との間の減圧用間隙８を通過して、減圧された後にダイヤフラム９と調整器本体５とによって区切られた低圧ガス室１０に入る。この低圧ガス室１０は減圧用間隙８によって所定のガス圧力になる。調整器本体５に取付けられた圧力計１１は、高圧ガス室６につながっており、ガスボンベ内のガス残圧を確認することができる。
【０００９】
［ガス流量調整機構］
次に、ガス流量調整機構を説明する。図３に示す流量計本体２６は流量計本体継手１８によって調整器本体５の高圧ガス室６とつながっている。この流量計本体２６に、目盛管１９が取付けられている。この目盛管１９の中にフロート２０が挿入されていて、ガスが目盛管１９内を下から上へ流れると、フロート２０は圧力のため持ち上げられる。この持ち上げられたフロート２０の位置の目盛がガス流量を示している。また、ガスは、フロート２０と目盛管１９との間を通って下から上へ流れる。目盛管１９の外側に流量計保護カバー２１が取り付けられていて、ガスはこの流量計保護カバー２１と目盛管１９との隙間を上から下へ流れ、図５に示す出口ガス室２２に流れる。
【００１０】
流量計本体２６に取付けられたストップ弁棒案内２７の内部にめねじが切られ、これと噛み合うようにストップ弁棒２４におねじが切られていて、これに流量計ハンドル２３が取付けられている。そして、流量計ハンドル２３を回転させてストップ弁棒２４が移動することによって、出口ガス室２２の大きさが変化して、ガス流量が調節される。出口ガス室２２に流れて来たガスが、出口継手２５を通り図示を省略したアーク溶接機の溶接トーチに供給される。
【００１１】
ガス流量調整機構は、流量計本体２６、目盛管１９、フロート２０、流量計保護カバー２１、出口ガス室２２、ストップ弁棒案内２７、ストップ弁棒２４、流量計ハンドル２３から成る。
【００１２】
次に、ガス流量調整機構の動作を説明する。
低圧ガス室１０に入ったガスは、流量計本体継手１８を通り流量計本体２６に取付けられた目盛管１９に入る。そして、ガスはフロート２０を押し上げた後、出口ガス室２２に流れる。
【００１３】
所定のガス流量が得られるために、フロート２０が目盛管１９の所定のガス流量目盛に合うように、流量計本体２６に取付けられた流量計ハンドル２３を操作する。そして、出口ガス室２２にあるガスが、出口継手２５を通り図示を省略したアーク溶接機の溶接トーチに供給される。
【００１４】
［安全機構］
次に、安全機構を説明する。
図４に示す調整器本体５には、低圧ガス室１０とつながった安全弁ガス流入口３２が設けられていて、この安全弁ガス流入口３２につながって、略円筒状の安全弁ガス流路３３が形成されている。また、安全弁シート２８が安全弁ガス流入口３２を塞いでいる。この安全弁シート２８には、安全弁ばね受２９が取付けられている。安全弁ばね３０の一端が、この安全弁ばね受２９に接して設けられ、安全弁リング３１は、安全弁ばね３０の他端に接するようにして、調整器本体５にねじ込まれている。この安全弁リング３１には、ガスを流出させる安全弁ガス流出孔３４が形成されていて、この安全弁ガス流出孔３４は略最大直径を有する。
安全機構は、安全弁ガス流入口３２、安全弁ガス流路３３、安全弁シート２８、安全弁ばね受２９、安全弁ばね３０、安全弁リング３１及び安全弁ガス流出孔３４から成る。
【００１５】
次に、安全機構の動作を説明する。
図４に示す減圧機構の減圧用間隙８に微小なごみが侵入するなどして、低圧ガス室１０のガス圧が異常に昇圧したとき、例えば、低圧ガス室１０のガス圧力が４．５Ｋｇ／ｃｍ２を超えたとき、このガス圧によって安全弁ばね３０が押され、安全弁シート２８が安全弁ガス流入口３２から離れ、その隙間を通ってガスが安全弁ガス流路３３に流入し、安全弁リング３１の安全弁ガス流出孔３４から徐々に流出される。
【００１６】
上述した構造のガス流量調整器１は、ガスボンベのガス出口に取付け易いように、小型軽量に設計されている。よって、安全機構の安全弁リング３１の安全弁ガス流出孔３４の直径は、安全弁リング３１の形状から一般的に４ｍｍ程度に制限されている。そして、上述した減圧用間隙８に微小なごみが侵入するなどして低圧ガス室１０のガス圧が異常に昇圧したときは、安全弁リング３１の安全弁ガス流出孔３４からガスが流出されて、ガス流量調整器１の各部に耐圧以上のガス圧力が印加されることがなく、ガス流量調整器１の各部を損傷することがない。しかし、後述する課題を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ガスボンベの充填ガス圧力は最大で例えば１５０Ｋｇ／ｃｍ２であり、ガス流量調整器１の減圧機構の調整弁７が、何らかの原因で調整不能になった状態でガスボンベの元栓を開けると、低圧ガス室１０にガスボンベの高圧ガスが印加される。そして、安全弁リング３１の安全弁ガス流出孔３４の直径が、この安全弁ガス流出孔３４からのガス流出だけでは瞬時にガスを流出させることができないほど小さい場合がある。
この場合、高圧ガスが、低圧ガス室１０の下流で最小の耐圧個所である目盛管１９に印加される。この目盛管１９は透明なガラスまたは樹脂で製作されていて、耐圧は例えば５０Ｋｇ／ｃｍ２程度であるので、目盛管１９が損傷する場合がある。
【００１８】
本発明は、ガス流量調整器のガス減圧機構の調整弁７が、何らかの原因で調整不能になった状態で、ガスボンベの高圧ガスが低圧ガス室１０に印加されても、安全機構よりガスが瞬時に流出し、ガス流量調整器の各部に耐圧以上のガス圧力が印加されることがなく、損傷させることがないガス流量調整器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、第１の発明は、
高圧ガスが供給されて通過する高圧ガス室及びこの高圧ガスが減圧されて通過する低圧ガス室を有するガス減圧機構と、
前記ガス減圧機構から供給されるガスの流量を調整して噴出するガス流量調整機構と、
一端が前記低圧ガス室とつながった安全弁ガス流入口であり他端が安全弁リングに形成された安全弁ガス流出孔である略円筒状の安全弁ガス流路及び前記安全弁リングに一端が接した安全弁ばねの他端に押されて前記安全弁ガス流入口を塞ぐ安全弁シートを設けた安全機構とを備え、
前記低圧ガス室の圧力が予め定めた圧力以上に異常昇圧したとき前記安全弁ガス流入口から流入されたガスのガス圧によって前記安全弁ばねが収縮して前記安全弁ガス流路にガスが流れて前記安全弁ガス流出孔からガスが流出されるガス流量調整器において、
前記安全機構にさらに安全弁ガス流出孔を１個以上前記安全弁ガス流路の側面に設け、
前記安全弁ガス流路に流れたガスが前記複数個の安全弁ガス流出孔から流出されることを特徴とするガス流量調整器である。
【００２０】
第２の発明は、
前記複数個の安全弁ガス流出孔の直径が、前記低圧ガス室の圧力が前記異常昇圧したとき前記ガス流量調整器の各部の耐圧以下となる直径以上であり、かつ、前記安全機構の形状及び機械的強度によって制限される直径以下となるように予め定められたことを特徴とする第１の発明に記載のガス流量調整器である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のガス流量調整器３６の安全機構において、安全弁リング３１に第１の安全弁ガス流出孔３４を設け、さらに、安全弁ガス流路３３の側面に第２の安全弁ガス流出孔３５を設けている。また、第１の安全弁ガス流出孔３４及び第２の安全弁ガス流出孔３５の直径は、低圧ガス室１０の圧力が異常昇圧したときガス流量調整器３６の各部の耐圧以下となる直径以上であり、かつ、安全機構の形状及び機械的強度によって制限される直径以下となるように予め定められている。
従って、ガス流量調整器３６のガス減圧機構の調整弁７が、何らかの原因で調整不能になった状態で、ガスボンベの高圧ガスが低圧ガス室１０に印加されて、低圧ガス室１０のガス圧が異常に昇圧したとき、このガス圧によって安全弁ばね３０が押され、安全弁シート２８が安全弁ガス流入口３２から離れ、その隙間を通ってガスが安全弁ガス流路３３に流れ、第１の安全弁ガス流出孔３４及び第２の安全弁ガス流出孔３５から瞬時に流出される。
よって、低圧ガス室１０以降のガス流路には、耐圧以下に減圧されたガス圧のみが印加されるため、ガス流量調整器３６を損傷することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
本発明のガス流量調整器３６の外形図、ガス減圧機構及びガス流量調整機構は、従来技術の図３乃至図５に示したガス流量調整器１の外形図、ガス減圧機構及びガス流量調整機構とそれぞれ同じであるので、同機能に同符号を付して説明を省略する。本発明が従来技術と異なる安全機構について、図１及び図２を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本発明のガス流量調整器３６のガス減圧機構及び安全機構を示す部分断面図であり、図２は、本発明のガス流量調整器３６の安全機構の拡大図である。図１及び図２において、調整器本体５には、低圧ガス室６とつながった安全弁ガス流入口３２が設けられていて、この安全弁ガス流入口３２につながって、略円筒状の安全弁ガス流路３３が形成されている。また、安全弁シート２８が安全弁ガス流入口３２を塞いでいる。この安全弁シート２８には、安全弁ばね受２９が取付けられている。安全弁ばね３０の一端が、この安全弁ばね受２９に接して設けられ、安全弁リング３１は、安全弁ばね３０の他端に接するようにして、調整器本体５にねじ込まれている。この安全弁リング３１には、ガスを流出させる第１の安全弁ガス流出孔３４が形成されていて、さらに、安全弁ガス流路３３の側面に第２の安全弁ガス流出孔３５が形成されている。
【００２４】
本発明のガス流量調整器３６の安全機構は、安全弁ガス流入口３２、安全弁ガス流路３３、安全弁シート２８、安全弁ばね受２９、安全弁ばね３０、安全弁リング３１、第１の安全弁ガス流出孔３４及び第２の安全弁ガス流出孔３５から成る。
【００２５】
第１の安全弁ガス流出孔３４及び第２の安全弁ガス流出孔３５の直径は、低圧ガス室１０の圧力が異常に昇圧したとき、ガス流量調整器３６の各部の耐圧以下となる直径以上であり、かつ、安全機構の形状及び機械的強度によって制限される直径以下となるように予め定められている。通常、第１の安全弁ガス流出孔３４の直径は、安全弁リングの形状及び機械的強度によって制限される略最大直径である。
例えば、低圧ガス室１０のガス圧が異常に昇圧しても、ガス流量調整器３６の各部に印加されるガス圧が３０Ｋｇ／ｃｍ２以下に抑えられるように直径が定められている。実験では、第１の安全弁ガス流出孔３４の直径を３．８ｍｍとし、第２の安全弁ガス流出孔３５の直径を４．０ｍｍとすることによって、低圧ガス室１０以降のガス流路に印加されるガス圧を、３０Ｋｇ／ｃｍ２以下に抑えることができた。
【００２６】
次に、本発明のガス流量調整器３６の安全機構の動作を説明する。
ガス流量調整器３６の減圧機構の調整弁７が、何らかの原因で調整不能になった状態で、ガスボンベの高圧ガスが低圧ガス室１０に印加されて、低圧ガス室１０のガス圧が異常に昇圧したとき、このガス圧によって安全弁ばね３０が押され、安全弁シート２８が安全弁ガス流入口３２から離れ、その隙間を通ってガスが安全弁ガス流路３３に流入し、第１の安全弁ガス流出孔３４及び第２の安全弁ガス流出孔３５から瞬時に流出される。
従って、低圧ガス室１０以降のガス流路には、各部の耐圧以下に減圧されたガス圧のみが印加されるため、ガス流量調整器３６が損傷することがない。
【００２７】
上述した本発明のガス流量調整器３６の安全機構には、第１の安全弁ガス流出孔３４と第２の安全弁ガス流出孔３５とを設けているが、ガス流量調整器３６の各部の耐圧及び安全機構の形状及び機械的強度を考慮して、安全機構に３個以上の安全弁ガス流出孔を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のガス流量調整器のガス減圧機構及び安全機構を示す部分断面図である。
【図２】本発明のガス流量調整器の安全機構の拡大図である。
【図３】従来技術及び本発明のガス流量調整器の外形図及び部分断面図である。
【図４】従来技術のガス流量調整器のガス減圧機構及び安全機構を示す部分断面図である。
【図５】従来技術のガス流量調整器のガス流量調整機構を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１            （従来技術の）ガス流量調整器
２            ガスボンベ取付ナット
３            ボンベ取付継手
４            オリフィス
５            調整器本体
６            高圧ガス室
７            調整弁
８            減圧用間隙
９            ダイヤフラム
１０            低圧ガス室
１１            圧力計
１２            圧力調整ネジ
１４            調整弁案内
１５            無変動シャフト
１７            バックナット
１８            流量計本体継手
１９            目盛管
２０            フロート
２１            流量計保護カバー
２２            出口ガス室
２３            流量計ハンドル
２４            ストップ弁棒
２５            出口継手
２６            流量計本体
２７            ストップ弁棒案内
２８            安全弁シート
２９            安全弁ばね受
３０            安全弁ばね
３１            安全弁リング
３２            安全弁ガス流入口
３３            安全弁ガス流路
３４            （従来技術の）安全弁ガス流出孔、(本発明の)第１の安全弁ガス流出孔
３５            第２の安全弁ガス流出孔
３６            (本発明の)ガス流量調整器
【図１】
2005177762.tif 000003
【図２】
2005177762.tif 000004
【図３】
2005177762.tif 000005
【図４】
2005177762.tif 000006
【図５】
2005177762.tif 000007